冶金工業(yè)是指開采、精選、燒結(jié)金屬礦石并對其進行冶煉、加工成金屬材料的工業(yè)部門，而冶金也中管道防范措施以及對于冶金工程實施中的各項方案，這些都是對于冶金工程中十分重要的方面。

　　摘要：為保證管道的安全運行，應注意以下幾點：(1)在壓力管道安裝中，對焊接質(zhì)量及無損檢測嚴格把關，避免焊縫中存在未焊透等超標缺陷;(2)在壓力管道安裝中，嚴格把好法蘭等管件的產(chǎn)品質(zhì)量關;(3)從長期安全運行方面考慮，在全面檢驗中，應對管線進行應力分析計算，并對應力載荷較大的部位進行重點檢查;(4)對管道存在異常振動的部位，尋找異常振動的原因，并采取有效的消振措施。

　　關鍵詞：冶金管道,冶金工程,冶金類論文

　　1失效案例一

　　某鋼廠氧氣管道，經(jīng)設計、安裝后于2007年10月投入運行。該管道直管段材質(zhì)為20鋼，彎管段材質(zhì)為25鋼，管道最高操作壓力為1.9MPa，操作溫度為常溫，管道規(guī)格覫219×6mm。2008年5月，發(fā)現(xiàn)該管道在水平∏型管道的某一彎頭焊縫處()發(fā)生破裂，造成管道氧氣泄漏。由于發(fā)現(xiàn)及時并采取補救措施，避免了事故的進一步發(fā)生。

　　推薦期刊：《現(xiàn)代冶金》堅持貫徹行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策、促進行業(yè)技術創(chuàng)新、推動行業(yè)節(jié)能減排、提升行業(yè)質(zhì)量水平、交流企業(yè)管理經(jīng)驗，及時報道行業(yè)最新科技成果及信息動態(tài)，竭誠為冶金企業(yè)和科技工作者服務的辦刊宗旨。主要讀者群體為冶金行業(yè)的企業(yè)家、管理人員、科技人員、研究人員、高等院校師生等。目前，期刊發(fā)行范圍覆蓋到全國各大中型冶金企事業(yè)單位、科研院所、高等院校。

　　1.1管道失效分析先對失效管道作材料的化學成分和斷口形貌分析，然后再進一步作失效原因綜合分析。

　　1.1.1取樣材料的化學成分

　　對管道取樣材料進行了化學成分分析，分析結(jié)果見表1。根據(jù)表1分析結(jié)果可以確認，取樣管道材料直管段為20碳素鋼，彎管段材料為25碳素鋼，與原設計的材料牌號相符。

　　1.1.2取樣材料的宏觀形貌

　　1.1.2.1焊縫成型宏觀形貌

　　本次現(xiàn)場取樣試樣共兩塊

　　其中一塊試樣(試樣1)含有斷口，另一塊(試樣2)為相鄰斷口的試樣。為試樣1的內(nèi)壁表面狀況及焊縫成型情況。從中可以觀察到管道內(nèi)壁焊縫根部外形不連續(xù)，成型較差，局部有焊瘤，焊縫余高超標。(c)為試樣2內(nèi)壁焊縫質(zhì)量情況，可以看到焊縫余高較高，且焊縫存在不連續(xù)，局部區(qū)域存在錯邊及根部未焊透缺陷。值得注意的是緊靠斷口內(nèi)壁焊縫成型表面呈自由表面特征，說明此處為斷弧地方，內(nèi)壁的余高引起該處較大的應力集中。綜上所述，該焊縫內(nèi)表面成型較差，且根部存在局部未焊透超標缺陷。

　　1.1.2.2試樣斷口的宏觀形貌

　　下方為本次管道斷裂斷口的全貌，整個斷口較為平坦，焊縫區(qū)域斷口上具有較為明顯的放射狀條紋，最左側(cè)下方呈纖維狀特征。該部位的斷口較為新鮮，說明為最終斷裂區(qū)域。斷口上沒有腐蝕特征，從整個斷口形貌及放射狀條紋可以判斷裂紋起裂部位在內(nèi)壁焊縫根部區(qū)域。為起裂區(qū)域的放大照片，從中可以看出起裂部位存在焊縫疏松及未焊透缺陷，內(nèi)壁根部焊縫余高呈自由表面特征，說明該部位在施焊過程中是斷弧部位，造成焊縫外形不連續(xù)，引起應力集中。圍繞裂源部位擴展的半圓弧狀條紋，說明裂紋擴展呈鈍化再鈍化過程，具有疲勞擴展特征。綜上所述，從試樣斷口的宏觀形貌分析，該斷口明顯呈脆性疲勞斷口特征。說明現(xiàn)場該區(qū)域的管道存在振動情況(經(jīng)現(xiàn)場確認，該管段存在劇烈振動情況)。

　　1.2失效原因綜合分析

　　(1)該管道化學成分符合相關標準要求。(2)根據(jù)取樣材料焊縫宏觀檢查，該管道環(huán)焊縫(內(nèi)壁)成型較差，焊縫余高超標。同時存在焊縫根部未焊透、疏松夾雜等超標缺陷，焊縫外觀不連續(xù)，因此該焊縫存在安裝遺留的超標缺陷,且裂紋源產(chǎn)生于安裝時的根部未焊透處。(3)可以確認，本次造成管道破裂的原因是焊縫根部疏松和未焊透，在運行過程中由于管道異常振動，引發(fā)疲勞裂紋擴展直至最終造成管道破裂。

　　2失效案例二

　　某鋼廠中壓主蒸汽管道，2009年，在運行過程中一處焊接接頭發(fā)生斷裂，斷裂時伴有巨大的響聲，管道完全斷開，并有較大變形，斷裂處附近支架亦損壞。該管道規(guī)格為覫219×8mm，工作壓力1.7MPa，工作溫度492℃，管道材料12CrMoVG。斷口處位于一個三通與直管的對接焊縫上，此三通是連接疏水閥的。

　　2.1管道失效分析

　　2.1.1宏觀檢查

　　焊口拉斷后，二斷口間距較大，見，說明此焊口焊接時拘束應力較大。

　　2.1.2斷口的宏觀形貌

　　從斷口處可以看到有整圈未焊透缺陷，未焊透深度約1～4mm，見。因為此焊口是固定焊口，說明焊接時坡口型式、尺寸和間隙不合理。

　　2.2失效原因綜合分析

　　(1)該焊口存在深度為1～4mm的整圈未焊透缺陷;(2)該焊口為固定焊口，焊接應力較大;(3)在疏水閥附近，管道運行時可能產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，增加了管道的負荷，造成管道異常振動;(4)可以確認，本次造成管道破裂的原因是焊縫存在嚴重的未焊透缺陷，同時在應力和異常振動的作用下，促使了裂紋在此形核和發(fā)展，直至管道破裂。

　　3失效案例三

　　某鋼廠一條高壓氧氣管道，管道規(guī)格覫480×10mm，材質(zhì)1Cr18Ni9，工作壓力為3.0MPa，工作溫度為常溫，投入運營時間為1997年1月。該管道架空敷設，架空高度6m，周圍環(huán)境噪聲較大。在對該管道進行全面檢驗時，首先對該管道進行了應力計算，確定出應力值較大的位置，從而有針對性地對這些位置進行宏觀檢查。宏觀檢查時發(fā)現(xiàn)，管體有一處穿透性裂紋，裂紋位于高頸法蘭與管道連接處，開裂方向垂直于管道軸線，開裂長度約200mm，裂紋開口較大，斷面發(fā)黑，可見大量分叉紋路，缺陷外觀形貌。

　　3.1管道失效分析

　　3.1.1微觀形貌

　　起裂源位于法蘭母材，距焊縫熔合區(qū)約5mm，裂紋分支眾多，基本上沿晶分布，也有部分穿晶，與奧氏體不銹鋼應力腐蝕開裂形態(tài)一致，且該部位為應力值較大區(qū)域。

　　3.1.2腐蝕產(chǎn)物

　　對開裂處進行了腐蝕產(chǎn)物分析，發(fā)現(xiàn)晶界及沿晶斷口處含有S、Cl等元素。

　　3.2失效原因綜合分析

　　(1)法蘭頸部存在原始制造缺陷;(2)該處應力載荷較大;(3)可以確認，本次管道開裂的原因是法蘭頸部存在原始制造缺陷，在管道的荷載以及大氣中的水汽腐蝕作用的共同影響下，缺陷擴展直至穿透整個管壁，造成管道泄漏。